We present Neural Kernel Fields: a novel method for reconstructing implicit 3D shapes based on a learned kernel ridge regression. Our technique achieves state-of-the-art results when reconstructing 3D objects and large scenes from sparse oriented points, and can reconstruct shape categories outside the training set with almost no drop in accuracy. The core insight of our approach is that kernel methods are extremely effective for reconstructing shapes when the chosen kernel has an appropriate inductive bias. We thus factor the problem of shape reconstruction into two parts: (1) a backbone neural network which learns kernel parameters from data, and (2) a kernel ridge regression that fits the input points on-the-fly by solving a simple positive definite linear system using the learned kernel. As a result of this factorization, our reconstruction gains the benefits of data-driven methods under sparse point density while maintaining interpolatory behavior, which converges to the ground truth shape as input sampling density increases. Our experiments demonstrate a strong generalization capability to objects outside the train-set category and scanned scenes. Source code and pretrained models are available at https://nv-tlabs.github.io/nkf.


翻译:我们提出内核内核场景:一种基于有学识的内核脊脊回归的重建隐含的 3D 形状的新方法。我们的技术在从分散方向点重建 3D 物体和大场景时取得最先进的结果,并且能够以几乎没有下降的精确度在训练场外重建形状类别。我们的方法的核心洞察力是,当所选内核有适当的感应偏差时,内核方法对于重建形状极为有效。我们因此将重建的形状问题分为两个部分:(1)一个从数据中学习内核参数的骨心神经网络;和(2)一个符合现场输入点的内核回归,利用所学内核解决一个简单、肯定的线性系统。由于这一因素化的结果,我们的重建在点密度很低的情况下,在保持内核数据驱动方法的好处,同时保持作为输入取样密度而与地面的真相形状汇合。我们的实验表明,在火车定的类别和扫描场外,有很强的一般化能力。源码和预训练模型可在 https://nbnbs.

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